論文の概要: ZAGNet: Zone-Aware Graph Aggregation Network for Patient-Level Lung Ultrasound Diagnosis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.02263v1
- Date: Thu, 01 Oct 2026 02:58:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-06 00:14:30.019669
- Title: ZAGNet: Zone-Aware Graph Aggregation Network for Patient-Level Lung Ultrasound Diagnosis
- Title(参考訳): ZAGNet:患者レベル肺超音波診断のためのゾーン対応グラフアグリゲーションネットワーク
- Abstract要約: ZAGNetは、時間的に追跡された病理所見を解剖学的ゾーン隣接によって接続されたグラフノードとして表現する。
ZAGNetは、入力形式やサイズを固定せずにグラフ構造上で計算することで、欠落したゾーンを許容する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.9192000581122715
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Patient-level lung ultrasound (LUS) diagnosis requires integrating findings acquired across multiple anatomical zones, yet clinical examinations frequently involve variable and incomplete scanning protocols with missing zones. Existing diagnostic AI methods primarily analyze individual frames or video loops, relying on heuristic aggregation strategies such as max or mean pooling that ignore inter-zone relationships for patient-level inference. This paper presents ZAGNet, a Zone- Aware Graph Neural Network that represents temporally tracked pathology findings as graph nodes connected by anatomical zone adjacency. A graph transformer network propagates contextual information across neighboring lung regions, while a virtual global node aggregates graph-level features to predict patientlevel consolidation and pleural effusion using only patient-level supervision. ZAGNet accommodates missing zones by computing on a graph structure without fixed input format or size. We evaluate ZAGNet on a multicenter dataset of 714 subjects (20,256 LUS video loops) with exams varying from 4 to 16 zones across anterior, posterior, and lateral thoracic regions. For consolidation diagnosis, ZAGNet achieved an AUC of 0.803 compared to 0.677 (max pooling) and 0.674 (mean pooling). For pleural effusion, AUC increased to 0.893 from 0.804 (max pooling) and 0.815 (mean pooling). These represent improvements of up to 19% and 11% for consolidation and pleural effusion respectively. The results demonstrate that graph-based inter-zone reasoning provides an effective and clinically consistent framework for automated patient-level LUS assessment.
- Abstract(参考訳): 患者レベルの肺超音波(LUS)診断は、複数の解剖学的領域で得られた所見を統合する必要があるが、臨床検査では、欠落した領域を持つ可変および不完全なスキャンプロトコルが頻繁に含まれる。
既存の診断AI手法は主に個々のフレームやビデオループを分析し、患者レベルの推論でゾーン間の関係を無視したマックスや平均プールのようなヒューリスティックなアグリゲーション戦略に依存する。
本稿では、解剖学的ゾーン隣接によって連結されたグラフノードとして、時間的に追跡された病理所見を表すゾーン対応グラフニューラルネットワークZAGNetを提案する。
グラフトランスフォーマーネットワークは、近隣の肺領域にまたがるコンテキスト情報を伝播し、仮想グローバルノードは、グラフレベルの特徴を集約し、患者レベルの監視のみを使用して、患者レベルの統合と胸水を予測する。
ZAGNetは、入力形式やサイズを固定せずにグラフ構造上で計算することで、欠落したゾーンを許容する。
ZAGNetは714名の被験者(20,256 LUSビデオループ)を対象に,前胸部領域,後胸部領域,側胸部領域の4~16の領域で評価を行った。
統合診断では、ZAGNetは0.803のAUCを0.677 (max pooling)と0.674 (mean pooling)と比較した。
胸水は0.804 (max pooling) と0.815 (mean pooling) から0.893 (mean pooling) に増加した。
これらの結果から, それぞれ19%, 11%の改善が認められた。
その結果、グラフベースのゾーン間推論は、患者レベル自動評価のための有効かつ臨床的に一貫した枠組みを提供することが示された。
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